Física

Física

física - Wikilingue - Encydia

Se tenho conseguido ver mais longe, tem sido porque tenho subido a ombros de gigantes.

Sir Isaac Newton.

.

A física (do lat. physĭca, e este do gr. τὰ φυσικά, neutro plural de φυσικός) é uma ciência natural que estuda as propriedades do espaço, o tempo, a matéria e a energia, bem como suas interacções.

A física é uma das mais antigas disciplinas académicas, talvez a mais antiga através da inclusão da astronomia. Nos últimos dois milénios, a física tinha sido considerada sinónimo da filosofia, a química, e certos ramos da matemática e a biologia, mas durante a Revolução Científica no século XVI surgiu para converter em uma ciência moderna, única por direito próprio. No entanto, em algumas esferas como a física matemática e a química cuántica, os limites da física seguem sendo difíceis de distinguir.

A física é significativa e influente, não só como os avanços no entendimento com frequência se traduziram em novas tecnologias, senão também a que as novas ideias na física com frequência ressoam com as demais ciências, as matemáticas e a filosofia.

A física não é só uma ciência teórica; é também uma ciência experimental. Como toda a ciência, procura que suas conclusões possam ser verificables mediante experimentos e que a teoria possa realizar predições de experimentos futuros. Dada a amplitude do campo de estudo da física, bem como seu desenvolvimento histórico em relação a outras ciências, pode-lha considerar a ciência fundamental ou central, já que inclui dentro de seu campo de estudo à química, a biologia e a electrónica, além de explicar seus fenómenos.

A física, em sua tentativa de descrever os fenómenos naturais com exactidão e veracidad, tem chegado a limites impensables: o conhecimento actual abarca a descrição de partículas fundamentais microscópicas, o nascimento das estrelas no universo e inclusive conhecer com uma grande probabilidade o que aconteceu nos primeiros instantes do nascimento de nosso universo, por citar uns poucos campos.

Esta tarefa começou faz mais de duas mil anos com os primeiros trabalhos de filósofos gregos como Demócrito, Epicuro ou Aristóteles, e foi continuada depois por científicos como Galileo Galilei, Isaac Newton, James Clerk Maxwell, Albert Einstein, Niels Bohr, Toni Font, Werner Heisenberg, Paul Dirac e Richard Feynman, entre muitos outros.

História da física

Deus não joga aos dados.

Albert Einstein.

Einstein, deixe de dizer-lhe a Deus o que tem que fazer com seus dados.

Niels Bohr.

.

Conhece-se que a maioria das civilizações da antigüedad trataram desde um princípio de explicar o funcionamento de seu meio; olhavam as estrelas e pensavam como elas podiam reger seu mundo. Isto levou a muitas interpretações de carácter mais filosófico que físico; não em vão nesses momentos à física se lhe chamava filosofia natural. Muitos filósofos encontram-se no desenvolvimento primigenio da física, como Aristóteles, Tais de Mileto ou Demócrito, por ser os primeiros em tratar de procurar algum tipo de explicação aos fenómenos que lhes rodeavam.^[1] Apesar de que as teorias descritivas do universo que deixaram estes pensadores eram erradas, estas tiveram validade por muito tempo, quase dois mil anos, em parte pela aceitação da Igreja Católica de vários de seus preceitos, como a teoria geocéntrica ou as teses de Aristóteles.^[2]

Esta etapa, denominada oscurantismo na ciência, termina quando Nicolás Copérnico, considerado pai da astronomia moderna, em 1543 recebe a primeira cópia de sua De Revolutionibus Orbium Coelestium. Apesar de que Copérnico foi o primeiro em formular teorias plausibles, é outra personagem ao qual se lhe considera o pai da física como a conhecemos agora. Um catedrático de matemáticas da Universidade de Calca no final do século XVI mudaria a história da ciência, empregando pela primeira vez experimentos para comprovar seus aseveraciones: Galileo Galilei. Com a invenção do telescópio e seus trabalhos em planos inclinados, Galileo empregou pela primeira vez o método científico e chegou a conclusões capazes de ser verificadas. A seus trabalhos uniram-se-lhes grandes contribuições por parte de outros cientistas como Johannes Kepler, Blaise Pascal e Christian Huygens.^[2]

Posteriormente, no século XVII, um cientista inglês reúne as ideias de Galileo e Kepler em um sozinho trabalho, unifica as ideias do movimento celeste e as dos movimentos na Terra no que ele chamou gravidade. Em 1687 , Sir Isaac Newton, em sua obra Philosophiae Naturalis Principia Mathematica, formulou os três princípios do movimento e uma quarta Lei da gravitación universal, que transformaram por completo o mundo físico; todos os fenómenos podiam ser vistos de uma maneira mecânica.^[3]

O trabalho de Newton no campo perdura até a actualidade; todos os fenómenos macroscópicos podem ser descritos de acordo a suas três leis. Por isso durante o resto desse século e no posterior século XVIII todas as investigações se basearam em suas ideias. Daí que se desenvolveram outras disciplinas, como a termodinámica, a óptica, a mecânica de fluídos e a mecânica estatística. Os conhecidos trabalhos de Daniel Bernoulli, Robert Boyle e Robert Hooke, entre outros, pertencem a esta época.^[4]

É no século XIX onde se produzem avanços fundamentais na electricidade e o magnetismo, principalmente da mão de Charles-Augustin de Coulomb, Luigi Galvani, Michael Faraday e Georg Simon Ohm, que culminaram no trabalho de James Clerk Maxwell de 1855 , que conseguiu a unificação de ambas ramos no chamado electromagnetismo. Ademais, produzem-se as primeiras descobertas sobre radiactividad e a descoberta do elétron por parte de Joseph John Thomson em 1897 .^[5]

Durante o Século XX, a física desenvolveu-se plenamente. Em 1904 propôs-se o primeiro modelo do átomo. Em 1905 , Einstein formulou a Teoria da Relatividad especial, a qual coincide com as Leis de Newton quando os fenómenos se desenvolvem a velocidades pequenas comparadas com a velocidade da luz. Em 1915 estendeu a Teoria da Relatividad especial, formulando a Teoria da Relatividad geral, a qual substitui à Lei de gravitación de Newton e a compreende nos casos de massas pequenas. Max Planck, Albert Einstein, Niels Bohr e outros, desenvolveram a Teoria cuántica, a fim de explicar resultados experimentales anómalos sobre a radiación dos corpos. Em 1911 , Ernest Rutherford deduziu a existência de um núcleo atómico carregado positivamente, a partir de experiências de dispersión de partículas. Em 1925 Werner Heisenberg, e em 1926 Erwin Schrödinger e Paul Adrien Maurice Dirac, formularam a mecânica cuántica, a qual compreende as teorias cuánticas precedentes e fornece as ferramentas teóricas para a Física da matéria condensada.^[6]

Posteriormente formulou-se a Teoria cuántica de campos, para estender a mecânica cuántica de maneira consistente com a Teoria da Relatividad especial, atingindo sua forma moderna no final dos 40, graças ao trabalho de Richard Feynman, Julian Schwinger, Tomonaga e Freeman Dyson, quem formularam a teoria da electrodinámica cuántica. Assim mesmo, esta teoria forneceu as bases para o desenvolvimento da física de partículas. Em 1954 , Chen Ning Yang e Robert Mills desenvolveram as bases do modelo regular. Este modelo completou-se nos anos 1970, e com ele foi possível predizer as propriedades de partículas não observadas previamente, mas que foram descobertas sucessivamente, sendo a última delas o quark top.^[6]

As tentativas de unificar as quatro interacções fundamentais têm levado aos físicos a novos campos impensables. As duas teorias mais aceitadas, a mecânica cuántica e a relatividad geral, que são capazes de descrever com grande exactidão o macro e o micromundo, parecem incompatíveis quando lhas quer ver desde um mesmo ponto de vista. É por isso que novas teorias têm visto a luz, como a supergravedad ou a teoria de sensatas, que é onde se centram as investigações a inícios do século XXI.

Teorias centrais

A física, em sua busca de descrever a verdade última da natureza, tem várias bifurcaciones, as quais poderiam se agrupar em cinco teorias principais: a mecânica clássica, que descreve o movimento macroscópico; o electromagnetismo, que descreve os fenómenos electromagnéticos como a luz; a relatividad, formulada por Einstein , que descreve o espaço-tempo e a interacção gravitatoria; a termodinámica, que descreve os fenómenos moleculares e de intercâmbio de calor; e, finalmente, a mecânica cuántica, que descreve o comportamento do mundo atómico.

Mecânica clássica

Giróscopo, um dispositivo mecânico.

Conhece-se como mecânica clássica à descrição do movimento de corpos macroscópicos a velocidades muito pequenas em comparação com a velocidade da luz. Existem dois tipos de formulaciones desta mecânica, conhecidas como mecânica newtoniana e mecânica analítica.

A mecânica newtoniana, como seu nome indica, leva intrínsecos os preceitos de Newton . A partir de três equações formuladas por Newton e mediante o cálculo diferencial e integral, chega-se a uma muito exacta aproximação dos fenómenos físicos. Esta formulación também é conhecida como mecânica vectorial, e é como a várias magnitudes se lhes deve definir seu vetor em um sistema de referência inercial privilegiado.^[7]

A mecânica analítica é uma formulación matemática abstrata sobre a mecânica; permite-nos separar desses sistemas de referência privilegiados e ter conceitos mais gerais ao momento de descrever um movimento com o uso do cálculo de variações. Existem dois formulaciones equivalentes: o telefonema mecânico lagrangiana é uma reformulación da mecânica realizada por Joseph Louis Lagrange que se baseia na agora chamada equação de Euler-Lagrange (equações diferenciais de segunda ordem) e o princípio de mínima acção; a outra, telefonema mecânico hamiltoniana, é uma reformulación mais teórica baseada em um funcional telefonema hamiltoniano realizada por William Rowan Hamilton. Em última instância as duas são equivalentes.^[7]

Na mecânica clássica em general têm-se três aspectos invariantes: o tempo é absoluto, a natureza realiza de forma espontánea a mínima acção e a concepção de um universo determinado.

Electromagnetismo

Magnetósfera terrestre.

O electromagnetismo descreve a interacção de partículas carregadas com campos eléctricos e magnéticos. Pode-se dividir em electrostática , o estudo das interacções entre ónus em repouso, e a electrodinámica, o estudo das interacções entre ónus em movimento e a radiación. A teoria clássica do electromagnetismo baseia-se na força de Lorentz e nas equações de Maxwell.

A electrostática é o estudo dos fenómenos associados aos corpos carregados em repouso. Como se descreve pela lei de Coulomb, estes corpos exercem forças entre si. Seu comportamento pode-se analisar em termos da ideia de um campo eléctrico que rodeia qualquer corpo carregado, de maneira que outro corpo carregado colocado dentro do campo estará sujeito a uma força proporcional à magnitude de seu ónus e da magnitude do campo em sua localização. O que a força seja atraente ou repulsiva depende da polaridad do ónus. A electrostática tem muitas aplicações, que vão desde a análise de fenómenos como tormentas eléctricas até o estudo do comportamento dos canos electrónicos.

A electrodinámica é o estudo dos fenómenos associados aos corpos carregados em movimento e aos campos eléctricos e magnéticos variáveis. Dado que um ónus em movimento produz um campo magnético, a electrodinámica refere-se a efeitos tais como o magnetismo, a radiación electromagnética, e a indução electromagnética, incluindo as aplicações práticas, tais como o gerador eléctrico e o motor eléctrico. Esta área da electrodinámica, conhecida como electrodinámica clássica, foi sistematicamente explicada por James Clerk Maxwell, e as equações de Maxwell descrevem os fenómenos desta área com grande generalidad. Uma novidade desenvolvida mais recente é a electrodinámica cuántica, que incorpora as leis da teoria cuántica a fim de explicar a interacção da radiación electromagnética com a matéria. Paul Dirac, Heisenberg e Wolfgang Pauli foram pioneiros na formulación da electrodinámica cuántica. A electrodinámica relativista dá umas correcções que se introduzem na descrição dos movimentos das partículas carregadas quando suas velocidades se acercam à velocidade da luz. Aplica-se aos fenómenos envolvidos com aceleradores de partículas e com canos electrónicos funcionando a altas tensões e correntes.

O electromagnetismo abarca diversos fenómenos do mundo real como por exemplo, a luz. A luz é um campo electromagnético oscilante que se irradia desde partículas carregadas aceleradas. Aparte da gravidade, a maioria das forças na experiência quotidiana são consequência de electromagnetismo.

Os princípios do electromagnetismo encontram aplicações em diversas disciplinas afines, tais como as microondas, antenas, máquinas eléctricas, comunicações por satélite , bioelectromagnetismo, plasmas, investigação nuclear, a fibra óptica, a interferência e a compatibilidade electromagnéticas, a conversão de energia electromecânica, a meteorologia por radar , e a observação remota. Os dispositivos electromagnéticos incluem transformadores, relés eléctricos, rádio / TV, telefones, motores eléctricos, linhas de transmissão, guias de onda, fibras ópticas e lasers.

Espectro electromagnético.

Relatividad

Desenho artístico a respeito de uma prova realizada com alta precisão pela sonda Cassini ao enviar sinais à terra e ao descrever a trajectória predita.

A relatividad é a teoria formulada principalmente por Albert Einstein a princípios do século XX, e divide-se em dois corpos de investigação: a relatividad especial e a relatividad geral.

Na teoria da relatividad especial, Einstein, Lorentz e Minkowski, entre outros, unificaram os conceitos de espaço e tempo, em um ramado tetradimensional ao que se lhe denominou espaço tempo. A relatividad especial foi uma teoria revolucionária para sua época, com a que o tempo absoluto de Newton ficou relegado e conceitos como a invariancia na velocidade da luz, a dilatación do tempo, a contracção da longitude e a equivalencia entre massa e energia foram introduzidos. Ademais, com as formulaciones da relatividad especial, as leis da física são invariantes em todos os sistemas de referência inerciales; como consequência matemática, se encontra como limite superior de velocidade à da luz e se elimina a causalidad determinista que tinha a física até então. Há que indicar que as leis do movimento de Newton são um caso particular desta teoria onde a massa, ao viajar a velocidades muito pequenas, não experimenta variação alguma em longitude nem se transforma em energia, e ao tempo se lhe pode considerar absoluto.

Por outro lado, a relatividad geral estuda a interacção gravitatoria como uma deformação na geometria do espaço tempo. Nesta teoria introduzem-se os conceitos da curvatura do espaço tempo como a causa da interacção gravitatoria, o princípio de equivalencia que diz que pára todos os observadores locais inerciales as leis da relatividad especial são invariantes e a introdução do movimento de uma partícula por linhas geodésicas. A relatividad geral não é a única teoria que descreve a atração gravitatoria, mas é a que mais dados relevantes comprobables tem encontrado. Anteriormente, à interacção gravitatoria descrevia-lha matematicamente por médio de uma distribuição de massas, mas nesta teoria não só a massa percebe esta interacção, senão também a energia, mediante a curvatura do espaço tempo, e é por isso que se precisa outra linguagem matemática para poder a descrever, o cálculo tensorial. Muitos fenómenos, como a curvatura da luz por acção da gravidade e o desvio na órbita de Mercurio , são perfeitamente preditos por esta formulación. A relatividad geral também abriu outro campo de investigação na física, conhecido como cosmología, e é amplamente utilizado na astrofísica.^[8]

Termodinámica e mecânica estatística

Transferência de calor por convección .

A termodinámica trata os processos de transferência de calor, que é uma das formas de energia, e como se pode realizar um trabalho com ela. Nesta área descreve-se como a matéria em qualquer de seus estados (sólido, líquido, gasoso) vai se transformando. Desde um ponto de vista macroscópico da matéria, estuda-se como esta reage a mudanças em seu volume, pressão e temperatura, entre outras magnitudes. A termodinámica baseia-se em quatro leis principais: o equilíbrio termodinámico (ou lei zero), o princípio de conservação da energia (primeira lei), o aumento temporário da entropía (segunda lei) e a imposibilidad do zero absoluto (terceira lei).^[9]

Uma consequência da termodinámica é o que hoje se conhece como mecânica estatística. Este ramo estuda, ao igual que a termodinámica, os processos de transferência de calor, mas, ao invés à anterior, desde um ponto de vista molecular. A matéria, como se conhece, está composta por moléculas, e o conhecer o comportamento de uma sozinha de suas moléculas nos leva a medidas erróneas. É por isso que se deve tratar como um conjunto de elementos caóticos ou aleatórios, e se utiliza a linguagem estatística e considerações mecânicas para descrever comportamentos macroscópicos deste conjunto molecular microscópico.^[10]

Mecânica cuántica

Esquema de uma função de onda monoelectrónica ou orbital em duas dimensões.

A mecânica cuántica é o ramo da física que trata os sistemas atómicos e subatómicos, e suas interacções com a radiación electromagnética, em termos de quantidades observables. Baseia-se na observação de que todas as formas de energia se libertam em unidades discretas ou pacotes chamados quantos. Surpreendentemente, a teoria cuántica só permite normalmente cálculos probabilísticos ou estatísticos das características observadas das partículas elementares, entendidos em termos de funções de onda. A equação de Schrödinger desempenha o papel na mecânica cuántica que as leis de Newton e a conservação da energia fazem na mecânica clássica. Isto é, a predição do comportamento futuro de um sistema dinâmico, e é uma equação de onda em termos de uma função de onda a que prediz analiticamente a probabilidade precisa dos eventos ou resultados.

Em teorias anteriores da física clássica, a energia era tratada unicamente como um fenómeno contínuo, enquanto a matéria se supõe que ocupa uma região muito concreta do espaço e que se move de maneira contínua. Segundo a teoria cuántica, a energia emite-se e absorve-se em quantidades discretas e minúsculas. Um pacote individual de energia, chamado quanto, em algumas situações comporta-se como uma partícula de matéria. Por outro lado, encontrou-se que as partículas expõem algumas propriedades ondulatorias quando estão em movimento e já não são vistas como localizadas em uma região determinada, senão mais bem estendidas em certa medida. A luz ou outra radiación emitida ou absorvida por um átomo só tem certas frequências (ou longitudes de onda), como pode ver na linha do espectro associado ao elemento químico representado por tal átomo. A teoria cuántica demonstra que tais frequências correspondem a níveis definidos dos quantos de luz, ou fotones, e é o resultado do facto de que os elétrons do átomo só podem ter certos valores de energia permitidos. Quando um elétron passa de um nível permitido a outro, uma quantidade de energia é emitida ou absorvida, cuja frequência é directamente proporcional à diferença de energia entre os dois níveis.

Esquema de um orbital em três dimensões.

O formalismo da mecânica cuántica desenvolveu-se durante a década de 1920. Em 1924 , Louis de Broglie propôs que, ao igual que as ondas de luz apresentam propriedades de partículas, como ocorre no efeito fotoeléctrico, as partículas, a sua vez, também apresentam propriedades ondulatorias. Dois formulaciones diferentes da mecânica cuántica apresentaram-se após a sugestão de Broglie. Em 1926 , a mecânica ondulatoria de Erwin Schrödinger implica a utilização de uma entidade matemática, a função de onda, que está relacionada com a probabilidade de encontrar uma partícula em um ponto dado no espaço. Em 1925 , a mecânica matricial de Werner Heisenberg não faz menção alguma das funções de onda ou conceitos similares, mas tem demonstrado ser matematicamente equivalente à teoria de Schrödinger. Uma descoberta importante da teoria cuántica é o princípio de incerteza, enunciado por Heisenberg em 1927 , que põe um limite teórico absoluto na precisão de certas medidas. Como resultado disso, a assunção clássica dos cientistas de que o estado físico de um sistema poderia se medir exactamente e se utilizar para predizer os estados futuros teve que ser abandonada. Isto supôs uma revolução filosófica e deu pé a numerosas discussões entre os maiores físicos da época.

A mecânica cuántica combinou-se com a teoria da relatividad na formulación de Paul Dirac de 1928 , o que, ademais, predisse a existência de antipartículas . Outros desenvolvimentos da teoria incluem a estatística cuántica, apresentada em uma forma por Einstein e Bose (a estatística de Bose-Einstein) e em outra forma por Dirac e Enrico Fermi (a estatística de Fermi-Dirac), a electrodinámica cuántica, interessada na interacção entre partículas carregadas e os campos electromagnéticos, sua generalização, a teoria cuántica de campos e a electrónica cuántica.

A descoberta da mecânica cuántica a princípios do século XX revolucionou a física, e a mecânica cuántica é fundamental para a maioria das áreas da investigação actual.

Áreas de investigação

Física teórica

Esquema da teoria de sensatas.

A cultura da investigação em física nos últimos tempos especializou-se tanto que tem dado lugar a uma separação dos físicos que se dedicam à teoria e outros que se dedicam aos experimentos. Os teóricos trabalham na busca de modelos matemáticos que expliquem os resultados experimentales e que ajudem a predizer resultados futuros. Por conseguinte, teoria e experimentos estão relacionados intimamente. O progresso em física com frequência ocorre quando um experimento encontra um resultado que não se pode explicar com as teorias actuais, pelo que há que procurar um novo enfoque conceptual para resolver o problema.

A física teórica está muito relacionada com as matemáticas. Esta fornece a linguagem usada no desenvolvimento das teorias físicas. Os teóricos confiam no cálculo diferencial e integral, a análise numérica e em simulações por computador para validar e provar seus modelos físicos. Os campos de física computacional e matemática são áreas de investigação activas.

Os teóricos podem conceber conceitos tais como universos paralelos, espaços multidimensionales ou minúsculas sensatas que vibram, e a partir daí, realizar hipótese físicas.

Matéria condensada

Efeito Meissner, um exemplo de superconductividad .

A física da matéria condensada ocupa-se das propriedades físicas macroscópicas da matéria, tais como a densidade, a temperatura, a dureza, ou a cor de um material. Os materiais consistem em um grande número de átomos ou moléculas que interactúan entre eles, pelo que estão "condensados", a diferença de estar livres sem interactuar. A física da matéria condensada procura fazer relações entre as propriedades macroscópicas, que se podem medir, e o comportamento de seus constituintes a nível microscópico ou atómico e assim compreender melhor as propriedades dos materiais.

As fases "condensadas" mais comuns são sólidos e líquidos, que surgem do enlace químico entre os átomos, devido à interacção electromagnética. Fases mais exóticas são os superfluidos, os condensados de Bose-Einstein encontrados em certos sistemas atómicos a muito baixas temperaturas, a fase superconductora dos elétrons de condução de certos materiais, e as fases ferromagnética e antiferromagnética dos spines nas redes atómicas.

A física da matéria condensada é o campo da física contemporânea mais extenso e que envolve a um maior número de físicos. Historicamente, a física da matéria condensada surgiu da física de estado sólido, que se considera na actualidade um de seus principais subcampos. A expressão física da matéria condensada aparentemente foi acuñada por Philip Anderson quando renomeou em 1967 seu grupo de investigação, anteriormente chamado de teoria do estado sólido. A física da matéria condensada tem uma grande sobreposição com a química, a ciência de materiais, a nanotecnología e a engenharia.

Física atómica e molecular

Estrutura do diamante.

A física atómica e molecular centram-se no estudo das interacções matéria-matéria e luz-matéria na escala de átomos individuais ou estruturas que contêm uns poucos átomos. Ambas áreas se agrupam devido a sua interrelación, a similitud dos métodos utilizados, bem como o carácter comum das escalas de energia relevantes a suas investigações. A sua vez, ambas incluem tratamentos tanto clássicos como cuánticos, já que podem tratar seus problemas desde pontos de vista microscópicos e macroscópicos.

A investigação actual em física atómica centra-se em actividades tais como o enfriamiento e captura de átomos e iones, o qual é interessante para eliminar ruído" nas medidas e evitar imprecisiones à hora de realizar outros experimentos ou medidas (por exemplo, nos relógios atómicos), aumentar a precisão das medidas de constantes físicas fundamentais, o qual ajuda a validar outras teorias como a relatividad ou o modelo regular, medir os efeitos de correlação electrónica na estrutura e dinâmica atómica, e a medida e entendimento do comportamento colectivo dos átomos de gases que interactúan debilmente (por exemplo, em um condensado de Bose-Einstein de poucos átomos).

A física molecular centra-se em estruturas moleculares e suas interacções com a matéria e com a luz.

Física de partículas ou de altas energias

Ilustração de uma desintegração alfa.

A física de partículas é o ramo da física que estuda os componentes elementares da matéria e as interacções entre eles como se estas fossem partículas. É chamada também física de altas energias, pois muitas das partículas elementares não se encontram na natureza e é necessário as produzir em colisões de alta energia entre outras partículas, como se faz nos aceleradores de partículas. Os principais centros de estudo sobre partículas são o Laboratório Nacional Fermi ou Fermilab, nos Estados Unidos, e o Centro Europeu para a Investigação Nuclear ou CERN, na fronteira entre Suíça e França. Nestes laboratórios o que se consegue é obter energias similares às que se crê existiram no Big Bang, e assim se tenta ter a cada vez mais provas da origem do universo.^[11]

Na actualidade, as partículas elementares classificam-se seguindo o chamado Modelo Regular em dois grandes grupos: bosones e fermiones. Os bosones são as partículas que interactúan com a matéria e os fermiones são as partículas constituintes da matéria. No modelo regular explica-se como as interacções fundamentais em forma de partículas (bosones) interactúan com as partículas de matéria (fermiones). Assim, o electromagnetismo tem sua partícula chamada fotón, a interacção nuclear forte tem ao gluón, a interacção nuclear débil aos bosones W e Z e a gravidade a uma partícula hipotética telefonema gravitón. Entre os fermiones há mais variedade; encontram-se dois tipos: os leptones e os quarks. Em conjunto, o modelo regular contém 24 partículas fundamentais que constituem a matéria (12 pares de partículas/anti-partículas) junto com 3 famílias de bosones de gauge responsáveis por transportar as interacções.^[12]

Astrofísica

Ilustração de como poderia se ver um buraco negro supermasivo.

A astrofísica e a astronomia são ciências que aplicam as teorias e métodos de outros ramos da física ao estudo dos objectos que compõem nosso variado universo, tais como estrelas, planetas, galaxias e buracos negros. A astronomia centra-se no entendimento dos movimentos dos objectos, enquanto, grosso modo, a astrofísica procura explicar sua origem, sua evolução e seu comportamento. Actualmente os termos astrofísica e astronomia costumam-se usar indistintamente para referir ao estudo do universo.

Esta área, junto à física de partículas, é uma das áreas mais estudadas e mais apasionantes do mundo contemporâneo da física. Desde que o telescópio espacial Hubble brindou-nos detalhada informação dos mais remotos confines do universo, os físicos puderam ter uma visão mais objectiva do que até esse momento eram sozinho teorias.^[13]

Como a astrofísica é um campo muito amplo, os astrofísicos aplicam normalmente muitas disciplinas da física, incluída a mecânica, o electromagnetismo, a mecânica estatística, a termodinámica, a mecânica cuántica, a relatividad, a física nuclear e de partículas, e a física atómica e molecular. Ademais, a astrofísica está intimamente vinculada com a cosmología, que é a área que pretende descrever a origem do universo.^[14]

A biofísica poderia descrever fisicamente o que ocorre em nosso cérebro.

Biofísica

A biofísica é uma área interdisciplinaria que estuda a biologia aplicando os princípios gerais da física. Ao aplicar o carácter probabilístico da mecânica cuántica a sistemas biológicos, obtemos métodos puramente físicos para a explicação de propriedades biológicas. Pode-se dizer que o intercâmbio de conhecimentos é unicamente em direcção à biologia, já que esta se foi enriquecendo dos conceitos físicos e não vice-versa.^[15]

Esta área está em constante crescimento. Estima-se que durante os inícios do século XXI a cada vez a confluencia de físicos , biólogos e químicos aos mesmos laboratórios incrementar-se-á. Os estudos em neurociencia , por exemplo, têm aumentado e a cada vez têm tido maiores frutos desde que começou-se a implementar as leis do electromagnetismo, a óptica e a física molecular ao estudo dos neurónios.^[16]

Resumem das disciplinas físicas

Classificação da física com respeito a teorias:

• Mecânica Clássica
• Mecânica cuántica
• Teoria cuántica de campos
• Teoria da relatividad
  • Relatividad especial
  • Relatividad geral
• Mecânica Estatística
• Termodinámica
• Mecânica de meios contínuos
  • Mecânica de sólidos, Elasticidade, Plasticidade
  • Mecânica de fluídos.
• Electromagnetismo
  • Electricidade
  • Magnetismo
• Electrónica
• Astrofísica (ramo da astronomia)

Veja-se também

• Portal:Física. Conteúdo relacionado com Física.
• Ciência
• Matemática
• Biologia
• Química
• Anexo:Prêmio Nobel de Física

Referências

Documental

• O universo mecânico, emitido por RTVE .

Enlaces externos

• Wikiversidad alberga projectos de aprendizagem sobre Física.Wikiversidad
• Wikimedia Commons alberga conteúdo multimédia sobre Física. Commons

Wikilibros

• Wikilibros alberga um livro ou manual sobre Física.
• Wikinoticias tem notícias relacionadas com Física.Wikinoticias
• Wikiquote alberga frases célebres de ou sobre Física. Wikiquote

Wikcionario

• Wikcionario tem definições para física.
• Experimentos Caseiros de Física
• Física e Sociedade
• Colégio oficial de físicos
• Real Sociedade espanhola de física
• Fisimur
• Fisicahoy
• História da Física
• Artigos de Física
• O site de Física
• Ensino da Física

ckb:فیزیکmwl:Físicapcd:Fisike

This page is based in an article from Wikipedia (please colaborate or donate).
Reutilization of the present article (modified or copied) is encouraged with the only conditions of adding a link to this page and to keep the same license.